數碼相機的工作系統(tǒng)
數碼相機有光學調焦系統(tǒng)、曝光系統(tǒng)、光學取景系統(tǒng)、圖像傳感系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)、影像存儲系統(tǒng)、功能操作系統(tǒng)、閃光系統(tǒng)、LCD顯示屏系統(tǒng)、電池供給系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、相機附件系統(tǒng)。
光學調焦系統(tǒng)
光學調焦系統(tǒng)又稱鏡頭系統(tǒng)。鏡頭是數碼相機的重要組成部分,被攝景物必須通過鏡頭才能成像到CCD芯片上,一個性能優(yōu)良的光學鏡頭是獲取高質量的圖片的重要保證。數碼相機的鏡頭充分吸取了傳統(tǒng)相機鏡頭的高分辨率、準確的色彩還原力、豐富的層次質感等諸多優(yōu)點,所以現在專業(yè)型的數碼相機多采用傳統(tǒng)相機的鏡頭。
由于數碼相機的鏡頭系統(tǒng)和傳統(tǒng)相機的鏡頭作用相同,結構相同,因此在鏡頭的構成、鏡頭的焦距、鏡頭的分辨力、鏡頭的有效口徑等衡量標準上完全相同。
1、鏡頭的構造
由于數碼相機的CCD芯片比傳統(tǒng)相機的膠片要小得多,所以要求鏡頭的構成方面、材質的要求方面也就更高。
①鏡頭的材質
鏡頭的材質多為磨光玻璃組成,也有用透明塑料壓制而成的。
②鏡頭的構成
好的鏡頭由多組、多片透鏡組成。
透鏡又分為凹透鏡和凸透鏡兩種,凹透鏡中心部分薄,邊緣部分厚,它只能發(fā)散光線;凸透鏡中心部分厚,邊緣部分薄,它有匯聚光線的能力。用這兩種透鏡粘合成的透鏡組合,又稱為復式透鏡。
現在的相機鏡頭的構成有單片結構、對稱式結構、非對稱式結構這三種。低檔相機多采用單片式結構。其余類型的相機多采用對稱式結構、非對稱式結構來組成鏡頭,這種鏡頭能較好的校正球面差、像散引起的像差等缺陷。
2、鏡頭的焦距
由無限遠射來的平行光線通過鏡頭折射在主軸上匯聚成清晰的一點,這個匯聚點就是鏡頭的焦點,由焦點至鏡頭中心的距離,稱為焦點距離,簡稱為焦距。
焦距用F表示,單位為mm。8mm,18mm,28mm,50mm,105mm,200mm……
距的長短和成像的大小有密切的關系。在同一距離拍攝景物,用不同焦距的鏡頭,則焦距長的鏡頭拍攝的景物成像大,焦距短的鏡頭成像小。
從鏡頭中心到景像之間的距離叫像距,被攝景物到鏡頭中心之間的距離叫物距。
在使用標準焦距鏡頭時,物距遠則像距近,物距近則像距遠;物距遠,成像小,物距近,成像大。
3、鏡頭的視角
鏡頭的視角大小取決于鏡頭焦距的長短。
①標準鏡頭的視角相當于人的眼睛的視角,為45度角左右。
②廣角鏡頭的視角大于45度角,為75度角左右。
③望遠鏡頭的視角小于45度角,為30——5度角左右。
④魚眼鏡頭的視角為230——180度角左右。
4、鏡頭的種類及其用途
①標準鏡頭
標準鏡頭視角為45度角,焦距為45-55mm之間。
標準鏡頭拍攝出來的圖像透視效果與人眼觀看的實際景物的透視效果極其接近,拍攝的景物沒有變形,符合人的欣賞習慣。
②廣角鏡頭
廣角鏡頭視角為75度角,焦距為24-38mm之間。
廣角鏡頭景深長,適合于拍攝前后景深都清晰的圖像;廣角鏡頭視角大,也適合于拍攝范圍廣的場面。綜合以上兩個特點,可以在受限制的距離內拍攝景深長,視角大的圖像。
廣角鏡頭在近處拍攝景物時,景物會產生大的變形。會出現前大后小的現象。因為廣角鏡頭的這個特點,所以常被用來突出前景,夸張景物的空間縱深感。
③望遠鏡頭
望遠鏡頭視角為30-5度角,焦距為80mm以上。
望遠鏡頭與廣角鏡頭的效果相反。焦距長,視角窄,在相同距離拍攝,望遠鏡頭只能拍到很小范圍內的部分景物。用它拍攝的景物,透視關系被壓縮,好像縮短了前后景物的實際距離。望遠鏡頭的景深短,在實際拍攝時,超出被攝物前后景深范圍的物體都被虛化成模糊的景像,利于突出主體。
④魚眼鏡頭
魚眼鏡頭的視角為180-230度角,焦距為20-8mm之間。
魚眼鏡頭分為圓形魚眼和矩形魚眼兩種鏡頭。圓形魚眼拍攝出來的圖像呈圓球形,而矩形魚眼拍攝出來的圖像中間呈矩形圓。
魚眼鏡頭的景深特別長,從一米遠至無限遠都可以拍攝出清晰的景象。
魚眼鏡頭拍攝的景物畸變嚴重,不適合表現直線,適合于拍攝圓形的景物,它拍出的畫面,中心部分曝光略過,而四周曝光不足。利用它的極不正常的透視規(guī)律,可以拍攝出特殊效果的圖片。
⑤微距鏡頭
微距鏡頭是供近距離拍攝小物體的一種專用鏡頭。它可以在幾厘米處對景物對焦,拍出1:1或是1:2倍率的景像。
微距鏡頭的景深范圍極小,景物沒有畸變,可以完全還原。
⑥變焦鏡頭
變焦鏡頭分雙環(huán)變焦和單環(huán)變焦鏡頭兩種。
變焦鏡頭的焦距范圍很大,可以從28mm至200mm,涵蓋了廣角、標準、人像、望遠。
目前單反數碼相機可用變焦鏡頭最短焦距為16mm,最長焦距為1700mm,變焦范圍越來越大,質量越來越好。目前數碼相機的變焦鏡頭多采用單環(huán)變焦鏡頭。
變焦鏡頭由多組光學鏡片組成,通常包括調焦組、變焦組、補償組、快門及后固定組等基本部分。鏡頭內部設有光圈、電機、控制電路。
調焦組鏡片主要實現聚焦功能。它沿著光軸方向前后移動其位置來達到聚焦目的。該組鏡片與鏡頭外部的聚焦環(huán)相連接,通過調節(jié)聚焦環(huán)可以改變聚焦組鏡片沿主光軸方向上的位置,從而改變成像景物的物距。
變焦組鏡片是用來改變鏡頭的焦距,實現變焦以獲得不同圖像的放大率。
補償組鏡片在變焦組的變焦過程中仍要保持圖像清晰,使變焦過程中成像面偏離CCD的距離限制在允許的范圍內。
后固定組鏡片是把成像轉換至CCD上。
⑦數字變焦鏡頭
數字變焦鏡頭不是鏡頭可以進行變焦,而是利用自身的微電腦處理器,將照片數據通過插值方式放大后顯示出來的倍率放大。該方法是數學方式獲得的放大效果,隨著倍率的放大,畫質和分辨率都隨之降低。因此,該方式只適用于低檔數碼相機使用。